Fundações Indiretas. Tipos de Fundações. Fundações Indiretas. Tipos de fundações

Transcrição

1 Universidade Federal do Espírito Santo Centro Tecnológico Departamento de Engenharia Civil Tecnologia da Construção Civil I Tipos de fundações Profa. Geilma Lima Vieira geilma.vieira@gmail.com Tipos de Fundações Estacas pré-moldadas de concreto: fundações diretas - transferem as cargas por efeito de atrito lateral do elemento estrutural com o solo e por efeito de ponta fundações indiretas - são sempre profundas, devido às dimensões das peças estruturais 1

2 Estacas pré-moldadas de concreto: Estacas pré-moldadas de concreto: Estacas pré-moldadas de concreto: Estacas pré-moldadas de concreto: Detalhe estaca: A Concreto B Fio de protensão C Anel de extremidade D Anel de encaixe por pressão Topo do elemento após a cravação 2

3 Estacas pré-moldadas de concreto: Estacas pré-moldadas de concreto: Topo do elemento após a cravação Anel de encaixe por pressão Anel de encaixe por pressão Posicionamento do elemento superior Estacas pré-moldadas de concreto: Conexão de encaixe por pressão concluída Estacas de concreto moldadas in loco: Tem a vantagem de serem executadas com o comprimento estritamente necessário. Podem ser executadas de várias formas, principalmente com hélices (contínuas ou descontínuas), que são chamadas também de estacas rotativas, que perfuram o solo até uma cota pré-determinada em projeto pelo engenheiro de fundações, com o auxílio dos perfis de sondagem, já executados em etapas anteriores do processo de construção. 3

4 Estacas de concreto moldadas in loco: Estacas tipo Franki: usa um tubo de revestimento cravado dinamicamente com a ponta fechada por meio de bucha e recuperado após a concretagem da estaca. O concreto usado na execução da estaca é relativamente seco com baixa relação água/cimento,de modo a permitir o forte apiloamento previsto no método executivo moldas in loco Estacas tipo Franki: Estacas tipo Franki: 4

5 Estacas tipo Franki: Estacas tipo Franki: Concretagem com retirada simultânea do tubo Estaca moldada Estacas tipo Franki: Estacas tipo Franki: 5

6 Estacas tipo Franki: Estacas tipo Franki: preparação do tubo Estacas tipo Franki: preparação da armadura Estacas tipo Franki: colocação da armadura 6

7 Estacas tipo Franki: colocação da armadura Estacas tipo Franki: estacas prontas Estacas tipo Franki: concretagem da estaca Estacas tipo Franki: blocos de estacas prontas 7

8 Estacas tipo Strauss: Executada utilizando equipamento mecanizado recuperável, composto por um tripé, guincho, soquete (pilão) e a sonda (balde). Estacas tipo Strauss: Pode ser utilizada em locais confinados ou terrenos acidentados; Sua execução não causa vibrações; Possui capacidade de carga menor que a estaca Franki e pré-moldadas de concreto; Possui limitação devido ao nível do lençol freático; Profundidade de perfuração de 20 a 25 metros; Estacas tipo Strauss: Estacas tipo Strauss: 8

9 Estacas tipo Strauss: Estacas tipo Strauss controle de execução -Profundidade de escavação - verticalidade da camisa metálica - velocidade de retirada da camisa - tipo de solo encontrado - cota de arrasamento das estacas - armadura, quando for o caso - apiloamento do concreto para garantir a continuidade do fuste Estacas tipo Strauss controle de execução abertura de um furo no terreno, utilizando o soquete, até1,0 a 2,0 m de profundidade, para colocação do primeiro tubo, dentado na extremidade inferior, chamado coroa. colocação de tubo de revestimento. Estacas tipo Strauss execução 9

10 Estacas tipo Strauss Estacas raiz Década de 50 Itália 1970 apresentada internacionalmente Reforço de fundações inicialmente Estaca de pequeno diâmetro concretada in loco, cuja perfuração é realizada por rotação em direção vertical ou inclinada Esta perfuração se dá com um tubo de revestimento e o material escavado é eliminado por uma corrente fluida (lama bentonítica ou ar) que reflui pelo espaço entre o tubo e o terreno Bentonita = mineral predominante é a montimorilonita. Jazidas no Brasil (Bahia e Rio Grande do Norte) Estacas raiz Estacas raiz: utilização Em áreas de dimensões reduzidas; Em locais de difícil acesso; Em solos com presença de matacões, rocha ou concreto; Em solos onde existem vazios ; Para contenção lateral de escavações; Em locais onde haja necessidade de ausência de ruídos ou de vibrações; Estaca concretada 10

11 Estacas raiz: perfuração em solo Estacas raiz Estacas raiz Estacas raiz: Vantagens Perfuração sem barulho, sem vibrações danosas furo sempre revestido, sem descompressão do terreno 11

12 Barrete e estacão Barrete e estacão - equipamentos Escavação do terreno com preenchimento da perfuração com lama bentonítica, colocação da armadura e concretagem submersa. Possui seção circular, executada por escavação mecânica com equipamento rotativo. Lama bentonítica possui função de estabilizar as pressões hidrostáticas do interior da escavação exercidas pelo lençol freático, impedindo o desmoronamento. Barrete e estacão - equipamentos Estacas de Hélice Contínua Sequência executiva perfuração concretagem armação 12

13 Estacas de Hélice Contínua de última geração Perfuração: é executada mediante a introdução no terreno de uma hélice contínua por rotação com perfuratriz de alto torque até a profundidade determinada em projeto (h = 30 metros) Estacas de Hélice Contínua Perfuração: Ao chegar à cota prevista em projeto, o equipamento de perfuração é recolhido ao mesmo tempo em que realiza a concretagem da estaca. Por fim, a armação é posicionada após o preenchimento do furo com concreto. Perfuração + concretagem + armação Estacas de Hélice Contínua Concretagem: O concreto é bombeado através do tubo central da hélice, simultaneamente a sua extração. Alcançada a cota de assentamento inicia-se a concretagem da estaca por bombeamento de concreto pela haste tubular sob pressão constante. Durante a remoção da haste um limpador mecânico retira o solo que está aderente entre as pás da hélice continua. Estacas de Hélice Contínua Armadura: imediatamente após o término da concretagem é inserido dentro do concreto, por gravidade ou com o auxílio de um vibrador, a armação. 13

14 Estacas de Hélice Contínua Estacas de Hélice Contínua Estacas de Hélice Contínua Estacas Hélice Contínua 14

15 Estacas Hélice Contínua Estacas Hélice Contínua - empregos Estacas Hélice Contínua Estacas Hélice Contínua Obra na usina de pelotização - CVRD 15

16 Estacas Ômega: Evolução da estaca hélice contínua com deslocamento lateral do terreno, sem o transporte de solo à superfície, resultando numa melhora do atrito lateral Desenvolvido na Bélgica em 1993 No Brasil, uso a partir de acordo com a FUNDESP em Para toda América Latina Consideradas de última geração Estacas Ômega: a) Perfuração: o trado ômega penetra no terreno por rotação, deslocando e compactando lateralmente o solo, sem transportá-lo à superfície. Estacas Ômega: a) Concretagem: concreto bombeado através do núcleo vazado. Retira-se o trado girando-o no mesmo sentido da perfuração. Concreto auto-adensável. Estacas Ômega: a) armadura: A armadura em forma de gaiola ou feixe, pode ser introduzida no tubo central do trado antes da concretagem, ou como é mais comum, ao fim da concretagem pela equipe ou com ajuda de um pilão ou vibrador. 16

17 Estacas Ômega: sequência executiva Estacas Ômega: sequência executiva Vídeo (Hélice e Ômega) Blocos de coroamento de estacas Blocos de coroamento de estacas 17

18 Blocos de coroamento de estacas Blocos de coroamento de estacas Atrito lateral Ponta Blocos de coroamento de estacas Cuidados com a durabilidade e utilização Estacas em executadas em antigos aterros sanitários 18

19 Cuidados com a durabilidade e utilização Cuidados com a durabilidade e utilização Cuidados com a durabilidade e utilização Cuidados com a durabilidade e utilização 19

20 Cuidados com a durabilidade e utilização Cuidados com a durabilidade e utilização Estacas com problemas de integridade Strauss com problemas de integridade Blocos de coroamento de estacas Blocos de coroamento de estacas 20

21 Tipos de fundações Exercícios sobre a escolha de fundações Exercícios sobre a escolha de fundações Exercícios sobre a escolha de fundações Considerem os seguintes tipos de fundações: Radier Estacas pré-moldadas de concreto Estaca metálica Estaca Franki Estaca Strauss Estaca raiz Estaca Hélice contínua Estaca ômega Discutir os casos seguintes, definindo duas soluções adequadas para as fundações, justificando as soluções adotadas Sobrado de alvenaria estrutural e 280 m² de área, construído em terreno pantanoso em zona litorânea e padrão médio de acabamento. 21

22 Exercícios sobre a escolha de fundações Soluções: Radier inteiramente armado Soluções: Radier inteiramente armado Por ser uma peça inteiriça pode lhe conferir uma alta rigidez, o que muitas vezes evita grandes recalques diferenciais Resistir, ocasionalmente, a pressões do lençol freático. Exercícios sobre a escolha de fundações Soluções: Estacas pré-moldadas de concreto Pequenos ou grandes edifícios com CARGAS ELEVADAS Radier inteiramente armado Fundação profunda? SIM! Estaca pré-moldada Solução provavelmente cara, devido à profundidade de apoio 22

23 Exercícios sobre a escolha de fundações Soluções: Radier inteiramente armado Fundação profunda? Estaca metálica? Exercícios sobre a escolha de fundações Edifício residencial de 9 pavimentos, médio padrão, construído em estrutura de concreto armado, sobre um terreno argiloso, com nível do lençol freático a 4 metros. A vizinhança é limitadora (ruído) e o prazo para execução é curto. Solução improvável pela posição do lençol freático: durabilidade da estaca Exercícios sobre a escolha de fundações Soluções: Fundação profunda Estacas pré-moldadas? NÃO!!!!!! Grandes vibrações e barulho com a cravação da estaca Exercícios sobre a escolha de fundações Soluções: Fundação profunda Estaca Strauss? NÃO!!!! Limitação devido ao nível do lençol freático 23

24 Exercícios sobre a escolha de fundações Soluções: Fundação profunda Estaca Franki? NÃO!!!! Grandes vibrações, demora no tempo de execução Exercícios sobre a escolha de fundações Soluções: Fundação profunda Estaca raiz? SIM!!!!!! Ausência de vibrações, barulho, dimensões reduzidas Exercícios sobre a escolha de fundações Soluções: Fundação profunda Estaca Hélice Contínua? SIM!!!! Boa produtividade, melhor custo benefício Exercícios sobre a escolha de fundações Soluções: Fundação profunda Estaca Ômega? SIM!!!! Boa produtividade, melhor custo benefício perfuração concretagem armação 24